Forscher der University of Missouri-Kansas City, School of Computing and Engineering, und unabhängige Forscher haben ein Modell namens GREENSKY entwickelt, das die Energieeffizienz und Betriebszeit von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) in Mobilfunknetzen deutlich verbessert.
In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der drahtlosen Kommunikation spielen UAVs eine zentrale Rolle, insbesondere in ländlichen, abgelegenen und von Katastrophen heimgesuchten Gebieten, in denen es keine traditionelle Netzwerkinfrastruktur gibt. Das GREENSKY-Modell optimiert das UAV-Ladeverhalten zwischen statischen Bodenbasisstationen und mobilen Superladestationen, steigert den Energieverbrauch und ermöglicht längere Betriebszeiten ohne häufiges Aufladen.
Durch die Integration der Mixed Integer Linear Programming optimiert das GREENSKY-Modell die Lade- und Routingprozesse für UAVs und maximiert dadurch die Flugdauer bei gleichzeitiger Minimierung des Energieverbrauchs.
Das Modell nutzt strategisch vorhandene Mobilfunkbasisstationen als opportunistische Ladepunkte, wodurch die Reisedistanzen zum Aufladen erheblich verkürzt werden und sichergestellt wird, dass UAVs länger mit weniger Energie betrieben werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass GREENSKY eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs erreicht – 9.1 % weniger als herkömmliche heuristische Lösungen.
Der leitende Forscher Pratik Thantharate erklärt: „Unser Modell ist darauf ausgelegt, UAV-Netzwerke nachhaltiger und effizienter zu machen. Indem wir optimieren, wie und wo UAVs aufgeladen werden, können wir ihre Betriebszeit erheblich verlängern, was für einen kontinuierlichen und zuverlässigen Service in kritischen Bereichen von entscheidender Bedeutung ist.“
Die Entwicklung dieses Optimierungsmodells erhöht nicht nur die Effizienz von UAV-Netzwerken, sondern treibt auch die Innovation im Energiemanagement für UAVs, die als Luftbasisstationen dienen, voran. Dieser Ansatz verspricht nicht nur eine verbesserte Konnektivität für unterversorgte Regionen, sondern ebnet auch den Weg für intelligentere und energiebewusstere Technologien Technologie Bereitstellungen in 5G und darüber hinaus.
Da UAVs immer stärker in verschiedenen Branchen verankert sind, bietet die Einführung des GREENSKY-Modells einen effizienteren und kostengünstigeren Ansatz für das UAV-Energiemanagement und die Aufgabenausführung. Die Auswirkungen des GREENSKY-Modells gehen über eine verbesserte Servicezuverlässigkeit hinaus. Durch die effektive Nutzung sowohl statischer als auch mobiler Ladestationen ermöglicht das Modell einen intelligenteren und robusteren Rahmen für zukünftige Luftkommunikationsnetze.
Dieser Ansatz verspricht nicht nur eine verbesserte Konnektivität für unterversorgte Regionen, sondern ebnet auch den Weg für intelligentere, energiebewusste Technologieeinsätze in 5G und darüber hinaus.
Die Studie ist veröffentlicht in der Zeitschrift Grüne Energie und intelligenter Transport.